Навигация по сайтуНавигация по сайту

Технологический прорыв: Атлас всех клеток тела

Следующий мегапроект в биологии нацелен на точном установлении того из чего мы сделаны на самом деле.

Срок достижения: 5 лет.

В 1665 г. Роберт Гук рассматривал строение пробки в микроскопе и обнаружил своего рода мельчайшие камеры, которые напомнили ему о комнатах в монастырях. Будучи первым ученым, описавшим клетку, Гук был бы ошеломлен, если бы узнал о новом мегапроекте в биологии, в ходе которого планируется индивидуально запечатлеть  и изучить миллионы клеток с использованием самых мощных приборов, которыми обладает современная генетика и клеточная биология.

Цель - создание первого понятного «клеточного атласа», или карты человеческих клеток. Это станет технологическим прорывом, который должен впервые раскрыть, из чего на самом деле состоит организм человека, а также обеспечить ученых новой детальной биологической моделью, которая бы способствовала ускорению разработки и производства лекарственных средств.

Для выполнения задания по занесению в реестр 37,2 триллионов клеток, находящихся в организме человека, была собрана международная команда исследователей из США, Великобритании, Японии, Швеции, Израиля и Нидерландов с целью распределения молекулярных подписей, а также размещению «почтового кода» каждой клетки на трехмерной карте человеческого организма.

«Мы увидим то, что ожидаем увидеть, те вещи, о существовании которых отлично знаем, но я уверен, что будут обнаружены и совершенно новые типы клеток, - утверждает Майк Стаббингтон (Mike Stubbington), руководитель команды из Института Сенгера, Великобритания, собранной для разработки этого атласа. - Я думаю, что нас ждут и сюрпризы».

По результатам предыдущих попыток по описанию клеток - от разветвленных нейронов, населяющих головной и спинной мозг, до липоцитов кожи - было заключено, что существует суммарно около 300 вариаций типов клеток. Но несомненно, настоящее число намного выше. Анализ молекулярных различий между клетками впервые выявил, например, два новых типа клеток сетчатки глаза, которые десятилетиями не замечали исследователи; или клетка, формирующая первую линию обороны против патогенов, однако встречаются лишь четыре таких клетки на каждые 10.000 клеток крови; или открытая совсем недавно иммунная клетка, уникальная в своем роде, так как она продуцирует стероид, который, как оказывается, подавляет реакцию иммунной системы.

Для того чтобы воплотить идею о такой трехмерной клеточной карте, будет использована комбинация из 3 технологий. Первая известна под названием «клеточная микрогидродинамика». Отдельные клетки разделяются, помечаются крошечными бусинами и подвергаются манипуляции каплями масла, способными перемещаться как машины по узким односторонним улицам искусственных капилляров, присоединенных к крошечному микрочипу, так, чтобы их можно было изъять, раскрыть и изучить одна за другой.

Клеточное строение пробки, рисунок Роберта Гука

Вторая технология дает возможность идентифицировать гены, активированные в единичных клетках, осуществляя их дешифровку в сверхбыстрых и сверхэффективных аппаратах для секвенирования по цене всего в несколько копеек на одну клетку. На данный момент один исследователь способен за один день обработать 10.000 клеток.

Третья технология применяет методы клеймения, с помощью которых можно определить местонахождение каждой клетки  - на основе ее генетической активности - на конкретной зоне в трехмерной модели, относящейся к тому или иному органу или ткани человека.

Проведением и финансированием исследования занимаются крупнейшие передовики науки, включая Институт Сенгера в Великобритании, исследовательский центр “Broad Institute” под покровительством Массачусетского технологического института и Гарвардского университета, США, а также новейший исследовательский центр “Biohub”, спонсируемый исполнительным директором Facebook Марком Цукербергом.

Опубликовано: 10.03.2017 в 16:20

Похожие статьи

Вперед Назад

Комментарии

Комментарии отсутствуют

Выберите себе хорошего специалиста!

Понравилось? Поделитесь с друзьями или разместите у себя: